一种深度调峰机组锅炉给水加热系统及方法与流程

本发明涉及热力系统，具体涉及一种深度调峰机组锅炉给水加热系统及方法。

背景技术：

1、为了适应风电、光伏等新能源电力的发电出力随机性和不稳定性的特点，提高对新能源的消纳能力，需要挖掘火电机组的调峰潜力，提升火电运行灵活性。在用电低谷、或者新能源出力高峰时期，调峰机组锅炉低负荷运行，锅炉炉膛及整个烟气通道温度水平低于设计值，炉膛温度降低导致燃烧器稳燃能力降低；scr脱硝区间温度降低，脱硝效率下降，导致氮氧化物排放超标；空预器区温度降低会使烟气中硫酸氢氨凝结捕捉烟气中的飞灰造成回转式空预器的堵塞，从而限制了机组深度调峰能力，且用电低谷期超发电量成交价格低，企业发电亏损严重。

2、现有技术通常使用0号高加方案，利用系统蒸汽加热锅炉给水，该方案的气源一般借用现有补气阀处气源，或需在汽轮机(高压缸5级后)打孔抽汽。然而，借用补气阀处气源的方式，机组汽轮机形式对气源限制较大，而对于打孔抽汽的方式，汽轮机改造难度较大；加热给水利用蒸汽温度及压力参数较高，给水加热器的制造成本高；系统需设计合理的加热器的蒸汽引入系统及蒸汽换热后的疏水系统，系统较为复杂；在该方案运行过程中，机组已经处于低负荷运行状态中，此时汽轮机通流蒸汽量较小，当所需抽汽量过大时，容易对汽轮机设备的安全稳定运行产生影响，当抽汽量不能使给水加热到预期温度时，对锅炉深度调峰能力产生了限制。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种深度调峰机组锅炉给水加热系统及方法，以克服现有0号高加方案的缺陷，在提高系统可靠性的同时提高系统的深度调峰能力。

2、为了实现上述目的，根据一些实施例，本发明的第一方面，提供了一种深度调峰机组锅炉给水加热系统，包括蒸汽发电回路和设置在蒸汽发电回路上的第一调节阀组、第一给水支路、第二给水支路、第三给水支路；所述蒸汽发电回路包括依次连接的除氧器、高压加热器、低温省煤器、高温省煤器、锅筒、过热器、汽轮机和发电机；所述第一调节阀组设置在所述高压加热器和所述低温省煤器之间；所述第一给水支路连接在所述高压加热器和所述低温省煤器之间，包括第二调节阀组和一级给水加热器；所述第二给水支路连接在所述高压加热器和所述高温省煤器之间，包括第三调节阀组和二级给水加热器；所述第三给水支路连接在所述高压加热器和所述锅筒之间，包括第四调节阀组和三级给水加热器；所述第一调节阀组、第一给水支路、第二给水支路、第三给水支路用于在深度调峰时调节进入低温省煤器、高温省煤器和/或锅筒的给水温度。

3、优选的，还包括电加热控制系统，所述电加热控制系统与所述一级给水加热器、二级给水加热器和三级给水加热器相连，并与所述发电机电连接。

4、优选的，所述第二调节阀组的数量为2个，所述一级给水加热器位于2个第二调节阀组之间；所述第三调节阀组的数量为2个，所述二级给水加热器位于2个第三调节阀组之间；所述第四调节阀组的数量为2个，所述三级给水加热器位于2个第四调节阀组之间。

5、优选的，还包括scr脱硝系统和空预器，所述过热器、高温省煤器、低温省煤器、scr脱硝系统和空气预热器均设置在锅炉尾部烟道内。

6、优选的，所述scr脱硝系统和所述空气预热器内均设置有温度传感器，用于获取scr脱硝系统和空气预热器处的烟气温度。

7、优选的，所述低温省煤器和所述高温省煤器内均设置有流量计，用于获取低温省煤器和高温省煤器内的介质流量；所述低温省煤器和所述高温省煤器的出口处均设置有温度传感器，用于获取低温省煤器和高温省煤器的出口介质温度。

8、本发明的第二方面，基于上述第一方面提供的一种深度调峰机组锅炉给水加热系统，进一步提供了一种深度调峰机组锅炉给水加热方法，包括：

9、s1、系统正常运行时，开启第一调节阀组，关闭第二调节阀组、第三调节阀组、第四调节阀组，锅炉给水通过给水主路进入锅炉；

10、s2、当烟气温度不满足scr脱硝系统和/或回转式空预器的温度要求时，关闭第一调节阀组，开启第二调节阀组，使用一级给水加热器加热锅炉给水；

11、s3、当高温省煤器出口介质温度达到保护定值时，开启第三调节阀组，将部分锅炉给水经二级给水加热器加热后送入高温省煤器；

12、s4、当低温省煤器内介质流量降低至设计极限，开启第四调节阀组，将部分锅炉给水经三级给水加热器加热后送入锅筒。

13、优选的，使用发电机的超发电量为一级给水加热器、二级给水加热器和/或三级给水加热器提供能量。

14、优选的，步骤s3中，通过控制第二调节阀组和/或第三调节阀组的开度，以及一级给水加热器和/或二级给水加热器的加热量，控制第一给水支路和第二给水支路内介质流量和温度，降低锅炉给水在低温省煤器内的吸热量。

15、优选的，步骤s4中，通过控制第二调节阀组、第三调节阀组、第四调节阀组的开度，以及一级给水加热器、二级给水加热器、第三给水加热器的加热量，控制第一给水支路、第二给水支路、第三给水支路内介质流量和温度，降低锅炉给水在高温省煤器内的吸热量。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、本发明提供了一种深度调峰机组锅炉给水加热系统及方法，通过设计第一调节阀组、第一给水支路、第二给水支路、第三给水支路，能够在深度调峰时改变系统的拓扑连接关系，实现多级深度调峰，将不同温度给水送至相应部件，将给水系统在省煤器区的吸热量用电能代替，保证低负荷时scr区间及空预器温度满足正常运行需求，大大提高了系统的深度调峰能力；采用电价低谷期间的机组超发电量为给水加热器提供能量，来提高给水温度，无需对机组本身进行抽汽改造，保证了系统运行可靠性。

18、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种深度调峰机组锅炉给水加热系统，其特征在于，包括蒸汽发电回路和设置在蒸汽发电回路上的第一调节阀组、第一给水支路、第二给水支路、第三给水支路；所述蒸汽发电回路包括依次连接的除氧器、高压加热器、低温省煤器、高温省煤器、锅筒、过热器、汽轮机和发电机；所述第一调节阀组设置在所述高压加热器和所述低温省煤器之间；所述第一给水支路连接在所述高压加热器和所述低温省煤器之间，包括第二调节阀组和一级给水加热器；所述第二给水支路连接在所述高压加热器和所述高温省煤器之间，包括第三调节阀组和二级给水加热器；所述第三给水支路连接在所述高压加热器和所述锅筒之间，包括第四调节阀组和三级给水加热器；所述第一调节阀组、第一给水支路、第二给水支路、第三给水支路用于在深度调峰时调节进入低温省煤器、高温省煤器和/或锅筒的给水温度。

2.如权利要求1所述的一种深度调峰机组锅炉给水加热系统，其特征在于，还包括电加热控制系统，所述电加热控制系统与所述一级给水加热器、二级给水加热器和三级给水加热器相连，并与所述发电机电连接。

3.如权利要求1所述的一种深度调峰机组锅炉给水加热系统，其特征在于，所述第二调节阀组的数量为2个，所述一级给水加热器位于2个第二调节阀组之间；所述第三调节阀组的数量为2个，所述二级给水加热器位于2个第三调节阀组之间；所述第四调节阀组的数量为2个，所述三级给水加热器位于2个第四调节阀组之间。

4.如权利要求1所述的一种深度调峰机组锅炉给水加热系统，其特征在于，还包括scr脱硝系统和空预器，所述过热器、高温省煤器、低温省煤器、scr脱硝系统和空气预热器均设置在锅炉尾部烟道内。

5.如权利要求4所述的一种深度调峰机组锅炉给水加热系统，其特征在于，所述scr脱硝系统和所述空气预热器内均设置有温度传感器，用于获取scr脱硝系统和空气预热器处的烟气温度。

6.如权利要求1所述的一种深度调峰机组锅炉给水加热系统，其特征在于，所述低温省煤器和所述高温省煤器内均设置有流量计，用于获取低温省煤器和高温省煤器内的介质流量；所述低温省煤器和所述高温省煤器的出口处均设置有温度传感器，用于获取低温省煤器和高温省煤器的出口介质温度。

7.一种深度调峰机组锅炉给水加热方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项所述的提供的一种深度调峰机组锅炉给水加热系统，包括：

8.如权利要求7所述的一种深度调峰机组锅炉给水加热方法，其特征在于，使用发电机的超发电量为一级给水加热器、二级给水加热器和/或三级给水加热器提供能量。

9.如权利要求7所述的一种深度调峰机组锅炉给水加热方法，其特征在于，步骤s3中，通过控制第二调节阀组和/或第三调节阀组的开度，以及一级给水加热器和/或二级给水加热器的加热量，控制第一给水支路和第二给水支路内介质流量和温度，降低锅炉给水在低温省煤器内的吸热量。

10.如权利要求7所述的一种深度调峰机组锅炉给水加热方法，其特征在于，步骤s4中，通过控制第二调节阀组、第三调节阀组、第四调节阀组的开度，以及一级给水加热器、二级给水加热器、第三给水加热器的加热量，控制第一给水支路、第二给水支路、第三给水支路内介质流量和温度，降低锅炉给水在高温省煤器内的吸热量。

技术总结本发明提供了一种深度调峰机组锅炉给水加热系统及方法，涉及热力系统技术领域，包括蒸汽发电回路和设置在蒸汽发电回路上的第一调节阀组、第一、第二、第三给水支路；第一调节阀组设置在高压加热器和低温省煤器之间；第一给水支路连接在高压加热器和低温省煤器之间，包括第二调节阀组和一级给水加热器；第二给水支路连接在高压加热器和高温省煤器之间，包括第三调节阀组和二级给水加热器；第三给水支路连接在高压加热器和锅筒之间，包括第四调节阀组和三级给水加热器；第一调节阀组、第一、第二、第三给水支路用于在深度调峰时调节进入低温省煤器、高温省煤器和/或锅筒的给水温度。本发明在提高可靠性的同时提高了系统的深度调峰能力。技术研发人员：罗冰,周国锋,刘广耀,姜培朋,李媛受保护的技术使用者：山东华电节能技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/6